Ученые получили генетически модифицированные стволовые клетки!

Болезнь, методы лечения которой пытались найти ученые, является достаточно редкой. При синдроме Маркиафавы-Микели у пациента начинают разрушаться эритроциты – переносящие кислород клетки крови, а также резко увеличивается риск образования тромбов. Последнее обстоятельство чревато уже не просто слабостью и одышкой, но и тяжелыми осложнениями вплоть до закупорки сосудов жизненно важных органов.

Когда нет новой крови

Причина синдрома Маркиафавы-Микели известна. В костном мозге больного нарушается процесс формирования эритроцитов из стволовых клеток крови. Стволовые клетки, которые в последнее время активно изучаются медиками, способны практически неограниченно делиться и давать «потомство», приобретающее различную специализацию. Из стволовых клеток крови получаются не только эритроциты, но и другие специализированные клетки. Если они оказываются повреждены или уничтожены, страдает весь организм: воспроизводить определенные типы клеток оказывается некому.

Недавняя работа японских биологов, например, подтвердила важность стволовых клеток кожи: мыши, у которых эти клетки оказались убиты радиацией, быстро поседели. Вырабатывающие черный пигмент меланоциты отжили положенный им срок, а заместить их «потомки» стволовых клеток уже не могли. Но если седина – явление пусть неприятное, но не смертельное, то утрата клеток крови является намного более серьезной проблемой.

Исправить основы

В настоящее время с поражением стволовых клеток крови (а оно может лежать в основе не только синдрома Маркиафавы-Микели, но и других заболеваний) врачи борются пересадкой костного мозга. У донора при этом берется сравнительно небольшое количество ткани и эта потеря со временем восполняется, но широко внедрить подобные пересадки в практику не получается: к совместимости тканей предъявляются очень жесткие требования. Лучший донор – это близнец, просто сестра или брат подходят уже далеко не всегда. А просто другой пациент практически исключен вовсе.

Но если проблема не в целом костном мозге, а дефекте стволовых клеток – то можно найти и другой путь. Биологи достаточно давно научились встраивать в ДНК новые гены и удалять из генома старые: исследователи из института клеточной инженерии при медицинском центре Джона Хопкинса решили отработать подобную починку генома непосредственно на стволовых клетках.

Коректоры генов

Биологи, которые создают генетически модифицированные организмы, используют специальные ферменты, которые прилипают к молекуле ДНК в определенном месте (это место можно задать с очень высокой точностью) и разрезают ее пополам. После этого в разрыв при помощи других ферментов вставляется заранее добавленный фрагмент чужой ДНК – так можно заменять произвольные гены при условии, что нам известна их последовательность.

А последовательность генов, которые «выходят из строя» при синдроме Маркиафавы-Микели ученые уже знали, поскольку до них болезнь изучали многие группы медиков и биологов по всему миру. Оставалось только подобрать правильные «ножницы» для вырезания гена. И в этом исследователям помогли их коллеги из Гарвардского университета и Юго-Западного медицинского центра при университете Техаса.

Подбор специального фермента для разрезания ДНК ученые в своей статье, опубликованной в журнале Cell: Stem Cell, описывают особо. Несмотря на то, что число трансгенных животных и растений уже перевалило за тысячу видов, с человеческими стволовыми клетками на всего шесть удачных экспериментов приходилось множество безуспешных попыток. Таким образом медики и биологи не просто «поправили» геном стволовой клетки, но и предложили метод, который позволит в будущем облегчить эту процедуру.